[논문]감마선 조사한 총목피(Aralia elata Cortex) 추출물의 생리활성

박혜진; 이은호; 김명욱; 이선호; 안동현; 안봉전; 권중호; 조영제

doi:10.3746/jkfn.2014.43.8.1236

[국내논문] 감마선 조사한 총목피(Aralia elata Cortex) 추출물의 생리활성
Biological Activities of Extracts from Gamma-irradiated Aralia elata Cortex 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.43 no.8, 2014년, pp.1236 - 1247

박혜진 (내추럴에프앤피 연구개발부) , 이은호 (경북대학교 식품공학부) , 김명욱 (경북해양바이오산업연구원) , 이선호 (안동대학교 해양바이오산업연구소) , 안동현 (부경대학교 식품공학과) , 안봉전 (대구한의대학교 화장품약리학과) , 권중호 (경북대학교 식품공학부) , 조영제 (경북대학교 식품공학부)

초록
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천연 약용식물에 있어서 감마선 조사 처리는 기능성 물질탐색에 적용 시 추출수율 증진, 색상 개선 등 산업적 응용을 용이하게 하는 방법으로 활용이 기대되고 있다. 본 연구에서는 감마선 조사가 총목피 추출물의 생리활성에 미치는 영향을 검토하였다. 감마선 조사 처리한 총목피의 감마선 조사여부를 확인하기 위하여 광자극 발광(PSL) 및 열 발광(TL) 방법을 활용하여 감마선 조사 판별 확인시험을 진행하였다. PSL법의 경우 비조사구 0 kGy에서 400.00 PCs로 음성(negative) 시료로 판단되었으며, 조사구 5, 10, 30 kGy에서 각각 90,100.00 PCs, 312,614.33 PCs, 321,661.67 PCs로 나타나 감마선을 조사한 양성(positive) 시료로 확인되었다. TL법 적용 시 비조사구 0 kGy에서 자연방사선에 의한 $300^{\circ}C$ 부근에서 조사구 5, 10, 30 kGy는 $150{\sim}250^{\circ}C$의 부근에서 특유의 glow curve를 나타내었다. TL ratio는 비조사구 0 kGy에서 0.011로 0.1 이하의 값을 나타냈으며, 조사구 5, 10, 30 kGy는 각각 1.105, 1.009, 2.206으로 0.1이상의 값을 나타내어 조사구로 확인되었다. 감마선 조사처리한 총목피의 total phenolics 함량을 측정한 결과 0, 10, 30 kGy 선량 중 10 kGy의 조사선량에서 총목피 열수 및 50% ethanol 추출물의 total phenolics 함량이 각각 $17.30{\pm}0.40mg/g$, $18.87{\pm}0.46mg/g$으로 가장 높은 phenolics 함량을 나타내었다. 감마선 조사 처리한 총목피의 angiotensin converting enzyme 저해효과와 xanthin oxidase 저해효과는 비조사구에 비해 조사구에서 열수 및 50% ethanol 추출물 모두 증가하는 것을 확인할 수 있었다. Pancreatin ${\alpha}$-amylase 저해효과와 ${\alpha}$-glucosidase 저해효과는 총목피 열수 및 50% ethanol 추출물 $200{\mu}g/mL$ phenolics 농도 처리 시 0~30 kGy의 모든 선량에서 60~100%에 가까운 높은 저해율을 나타내어 현재 당뇨병 치료제로 사용되고 있는 acarbose와 비교 시 월등히 우수한 항당뇨 효과를 확인할 수 있었고, 이를 통해 감마선 조사 처리한 총목피 추출물은 천연소재로써 항당뇨 관련 기능성 소재로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. 이상의 결과 총목피 추출물은 다양한 생리활성을 가진 기능성 소재로 활용이 가능한 것으로 생각되었으며 감마선의 조사에 의해서 총목피의 생리활성이 증대되는 현상을 확인함으로써 감마선 조사가 식물체가 나타내는 생리활성을 증폭시킬 수 있는 수단으로 활용이 가능할 것이라 판단되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Gamma irradiated-treatment of natural medicinal plants can be used to improve extraction transference number and for qualitative improvement of color when applied to functional material exploration. This study investigated the biological activities of Aralia elata cortex extracts upon gamma irradiation. In addition, different physical techniques [photostimulated luminescence (PSL) and thermoluminescence (TL)] were used for irradiation identification of Aralia elata cortex. In PSL analysis, non-irradiated (0 kGy) sample showed a negative result of 400 photon counts (PCs), whereas irradiated (5, 10, and 30 kGy) samples showed positive results of 90,100.00, 312,614.33, and 321,661.67 PCs, respectively. In the TL method, growth curve showed very unusual behaviors around $200^{\circ}C$ upon natural-irradiation of the non-irradiated (0 kGy) sample and around $150{\sim}250^{\circ}C$ for the irradiated (5, 10, and 30 kGy) samples. The TL ratio was 0.1 in non-irradiated samples at 0.011, whereas the values of irradiated samples (5, 10, and 30 kGy) were 0.1 at 1.105, 1.009, and 2.206, respectively. For phenolics of gamma-irradiated Aralia elata cortex, water and 50% ethanol extracts had the highest amounts, $17.30{\pm}0.40mg/g$ and $18.87{\pm}0.46mg/g$ at 10 kGy irradiation, respectively. The inhibitory activities of angiotensin-converting enzyme and xanthin oxidase were higher in both irradiated water and 50% ethanol extracts than in non-irradiated ones. For pancreatin ${\alpha}$-amylase and ${\alpha}$-glucosidase inhibitory activities, water and 50% ethanol extracts containing $200{\mu}g/mL$ of phenolics showed high inhibitory activities of 60~100% at all irradiation doses (0~30 kGy). This result confirmed that Aralia elata cortex extracts have greater anti-diabetic effects than acabose as a diabetic remedy. Gamma-irradiated Aralia elata cortex extracts are useful as a functional material with anti-diabetic effects. Thus, Aralia elata cortex extracts can be used as a functional material with various biological activities, and gamma-irradiation can be used to amplify biological activities in plants.

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AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 천연 약용식물인 총목피에 감마선을 조사 처리한 후 발광분석법(PSL, TL)에 의해 조사 여부를 판별하였으며 감마선 조사가 총목피 추출물의 추출수율과 생리활성에 미치는 영향을 검토하여 방사선 조사 처리를 통한 총목피의 기능성 소재로서의 활용도 향상을 시도하였다.
PSL 분석은 일반적으로 silicate나 bioinorganic material을 함유하는 식품에 대해 방사선 조사 여부를 screening하는 방법으로 연구되었으며(16), 식품의약품안전처에서는 건조향신료(단, 육두구, 후추, 정향 제외), 고춧가루, 마늘, 양파에 대해서만 PSL 분석 적용을 고시(17)하고 있으나 허브류에 속하는 약용식물에 대한 PSL 분석 적용은 아직 고시되지 않고 있다. 따라서 약용식물 중 하나인 총목피에 대한 PSL 분석 적용 가능성을 검토하고자 실험을 진행하였다. 시료의 PSL 분석은 식품공전(17) 및 CEN 방법(16)에 준하여 실시하였다.
천연 약용식물에 있어서 감마선 조사 처리는 기능성 물질 탐색에 적용 시 추출수율 증진, 색상 개선 등 산업적 응용을 용이하게 하는 방법으로 활용이 기대되고 있다. 본 연구에서는 감마선 조사가 총목피 추출물의 생리활성에 미치는 영향을 검토하였다. 감마선 조사 처리한 총목피의 감마선 조사 여부를 확인하기 위하여 광자극 발광(PSL) 및 열 발광(TL) 방법을 활용하여 감마선 조사 판별 확인시험을 진행하였다.

제안 방법

중화된 미네랄을 증류수를 이용해 충분히 세척한 후 acetone을 가하여 몇 차례 세척 및 건조한 다음 TL disc에 담아 50°C dry oven에서 하루 예열한 후 측정하였다.
시료의 감마선 조사는 한국원자력연구원 첨단방사선연구소의 Co-60 감마선 조사시설(100 kCi point source, AECL, IR-79, MDS Nordion International Co. Ltd., Ottawa, Canada)을 이용하여 실온에서 시간당 일정한 선량률로 0, 5, 10, 30 kGy의 총 흡수선량을 얻도록 하였으며 이때 흡수선량은 ceric/cerous dosimeter를 사용하여 확인되었다. 열 발광 분석에서 재조사(re-irradiation)는 동일한 조사시설을 이용하여 1 kGy의 흡수선량을 얻도록 하였다.
, Ottawa, Canada)을 이용하여 실온에서 시간당 일정한 선량률로 0, 5, 10, 30 kGy의 총 흡수선량을 얻도록 하였으며 이때 흡수선량은 ceric/cerous dosimeter를 사용하여 확인되었다. 열 발광 분석에서 재조사(re-irradiation)는 동일한 조사시설을 이용하여 1 kGy의 흡수선량을 얻도록 하였다.
시료의 PSL 분석은 식품공전(17) 및 CEN 방법(16)에 준하여 실시하였다. 실험은 차광된 조건에서 교차오염을 피하면서 지름 50 mm 직경의 PSL 측정용 petridish에 시료를 세절하여 동일한 양을 바닥이 보이지 않게 골고루 펼쳐 담아 준비하였으며, 전 처리한 시료를 PSL screening system(Serial 0021, Scottish Universities Research And Reactor Center, Glasgow, UK)을 이용하여 각 시료당 2회 반복 측정하였다. 이때 시험조작은 차광조건에서 실시하였고 PSL 측정조건은 cycle 60 sec, dark count 21, light count 23이었다.
이때 시험조작은 차광조건에서 실시하였고 PSL 측정조건은 cycle 60 sec, dark count 21, light count 23이었다. 조사 여부 판단을 위한 threshold value는 T₁(700 count/60 sec) 미만이면 음성시료(negative, 비조사 시료)로 판단하고 T₂(5,000 count/60 sec) 초과이면 양성시료(positive, 조사 시료)로 판단하며, T₁과 T₂ 사이의 값은 중간시료(intermediate, 조사 여부를 판단할 수 없는 시료)로 판정하였다(16,18).
TL 측정은 외부 noise에 의한 영향을 받으므로 차광조건에서 측정하며 TLD system(Harshaw 4500, Waltham, MA, USA)을 이용하여 50°C에서부터 400°C까지 5°C/sec의 속도로 온도를 상승시키면서 측정하였다(Table 1).
따라서 TL 측정을 통해 얻은 glow curve의 면적값(150∼250°C)을 TL1으로 설정하고 재조사(1 kGy) 후 측정해 얻은 glow curve의 면적값을 TL2로 설정하여 방사선 조사 식품이 나타내는 TL glow curve의 TL ratio(TL1/TL2)를 산출하였다(20).
생리활성 측정을 위한 시료 추출은 열수 추출의 경우 감마선을 선량별로 조사한 총목피 분말 1 g을 증류수 200 mL에 침지하여 추출물이 100 mL가 될 때까지 가열한 후 냉각하여 24시간 동안 교반 추출하였으며, ethanol 추출은 예비실험에서 추출률이 가장 높았던 50% ethanol을 사용하여 총 목피 분말 1 g에 50% ethanol 100 mL를 첨가하여 24시간동안 shaking incubator에서 교반 추출하였다. 각 추출물은 Whatman No.
냉각시킨 반응액에 발색시약 DMAB 시약 3 mL를 가하여 37°C에서 20분간 반응시킨 후 600 nm에서 투과율(%)을 측정하여 다음 식으로 저해율을 구하였다.
또한 normalization 방법을 이용하여 구한 TL ratio의 경우 TL₁측정을 통해 감마선 조사 특성이 완전히 사라진 시료(미네랄)에 1 kGy를 재조사하여 감마선 조사 온도대에서 발생하는 특유의 glow curve인 TL₂를 관찰할 수 있게 되는데, 이러한 TL₁과 TL₂의 특정한 온도대역의 TL₁/TL₂ 비율을 비교하여 조사 판별 여부를 확인한다(29). TL ratio는 Table 3에서와 같이 비조사구 0 kGy에서 0.
따라서 본 연구에서는 다양한 선량(0, 5, 10, 30 kGy)으로 방사선 조사 처리를 한 총목피로부터 추출물의 total phenolics 함량을 측정하여 비교하였다. 총목피는 Table 4에서와 같이 열수 및 50% ethanol 추출물 중 10 kGy를 조사한 시료에서 가장 높은 용출량을 나타내었고, 비조사구에 비하여 조사선량이 높아질수록 용출율은 높아지는 경향을 나타내었으나, 30 kGy의 고선량 조사에서는 오히려 total phenolics의 용출량이 줄어드는 경향을 나타내었다.
본 연구에서는 총목피의 열수 추출물과 50% ethanol 추출물의 ACE 저해효과를 측정하였고 그 결과는 Fig. 2(A)에 나타내었다. 감마선을 조사하지 않은 총목피의 열수 추출물의 경우 200 μg/mL phenolics 농도 처리 시 30.
본 연구에서는 감마선 조사가 총목피 추출물의 생리활성에 미치는 영향을 검토하였다. 감마선 조사 처리한 총목피의 감마선 조사 여부를 확인하기 위하여 광자극 발광(PSL) 및 열 발광(TL) 방법을 활용하여 감마선 조사 판별 확인시험을 진행하였다. PSL법의 경우 비조사구 0 kGy에서 400.

대상 데이터

시료의 방사선 조사 처리 확인시험을 위한 시료는 건조 포장된 시료를 세절하여 시료로 사용하였고, 시료의 생리활성 평가시험을 위한 시료는 40 mesh로 분쇄하여 4°C에서 저온 저장하면서 시료로 사용하였다.
본 연구에 사용한 총목피(Aralia elata cortex)는 대구 소재의 시중 한약방에서 유통되는 국내산 한약규격품을 구입하였다. 시료의 방사선 조사 처리 확인시험을 위한 시료는 건조 포장된 시료를 세절하여 시료로 사용하였고, 시료의 생리활성 평가시험을 위한 시료는 40 mesh로 분쇄하여 4°C에서 저온 저장하면서 시료로 사용하였다.
TL 측정은 외부 noise에 의한 영향을 받으므로 차광조건에서 측정하며 TLD system(Harshaw 4500, Waltham, MA, USA)을 이용하여 50°C에서부터 400°C까지 5°C/sec의 속도로 온도를 상승시키면서 측정하였다(Table 1). 측정기기 자체의 noise 및 외부로부터의 noise를 제거하기 위하여 고순도 질소가스(high pure 99.999% N₂ gas) 환경에서 측정하였다. 일반적으로 방사선이 조사된 시료는 150~250°C 부근에서 최대강도를 보이는 glow curve를 나타내지만, 비조사구는 특징적인 glow curve를 나타내지 않거나 300°C 이상에서 자연방사선에 의한 곡선을 나타낸다(19).

데이터처리

통계처리는 SPSS 7.5 for windows(Statistical Package for Social Science, Chicago, IL, USA) 프로그램을 이용하여 통계처리 하였고 분산분석(analysis of variance) 및 Duncan의 다중범위검정법(Duncan's multiple range test)으로 95% 수준에서 유의성을 검정하였다.
본 실험의 결과는 3회 반복하여 측정한 평균값을 나타내었으며 평균±표준편차로 나타내었다.

이론/모형

따라서 약용식물 중 하나인 총목피에 대한 PSL 분석 적용 가능성을 검토하고자 실험을 진행하였다. 시료의 PSL 분석은 식품공전(17) 및 CEN 방법(16)에 준하여 실시하였다. 실험은 차광된 조건에서 교차오염을 피하면서 지름 50 mm 직경의 PSL 측정용 petridish에 시료를 세절하여 동일한 양을 바닥이 보이지 않게 골고루 펼쳐 담아 준비하였으며, 전 처리한 시료를 PSL screening system(Serial 0021, Scottish Universities Research And Reactor Center, Glasgow, UK)을 이용하여 각 시료당 2회 반복 측정하였다.
TL 분석은 식품공전(19) 및 CEN 방법(20)에 준하여 식품에 포함된 미네랄을 추출하여 분석하였다. 시료 50 g에 일정량의 증류수를 가하여 ultrasonic agitator(Power sonic 420, Whasin Tech, Daegu, Korea)에서 10분간 처리한 후 nylon sieve를 이용해 수회 여과 및 세척 후 검체로부터 미네랄을 분리하였다.
α-Glucosidase 저해효과 측정은 Tibbot과 Skadsen의 방법(25)에 준하여 측정하였다.
Pancreatin α-amylase 저해효과 측정은 agar diffusion 방법(24)에 준하여 측정하였다.
ACE 저해효과 측정은 Cushman과 Cheung의 방법(22)에 의해 측정하였다. 반응구는 0.
Xanthine oxidase 저해효과 측정은 Stirpe와 Della Corte의 방법(23)에 준하여 측정하였다. 즉 반응구는 0.
Tyrosinase 저해효과 측정은 Hearing의 방법(26)에 준하여 측정하였다. 반응구는 0.
Elastase 저해효과 측정은 Kraunsoe 등의 방법(27)에 준하여 측정하였다. 반응구는 0.
HAase 저해 활성 측정은 Reissig 등의 방법(28)에 준하여 sodium-hyaluronic acid(HA)로부터 형성된 N-acetylglucosamine을 glucoxazoline 유도체로 변형시킨 후 DMAB로 발색시켜 흡광도를 측정하였다. 즉 0.

성능/효과

식품에 존재하는 광물질은 감마선 조사에 의해 에너지를 저장하고 일정한 온도의 적외선으로 자극하면 저장된 에너지를 방출하는데, 이때 방출되는 빛에너지를 photon counts(PCs)로 계산하여 감마선 조사 여부를 확인할 수 있다(29,30). 총목피의 조사선량에 따른 PSL 측정 결과는 Table 2에서와 같이 비조사구에서 400.00 PCs로 700 PCs 이하의 수치를 나타내 음성(negative) 시료로 판단되었으며, 5 kGy에서 90,100.00 PCs, 10 kGy에서 312,614.33 PCs, 30 kGy에서 321,661.67 PCs로 5,000 PCs 이상의 수치를 나타내어 양성(positive) 시료로 확인할 수 있었다. 이는 허브류나 향신료 등 토양 유래의 무기성분이 충분히 포함된 식품군에 대한 screening 목적에 적합하다는 Kwon 등(29)의 보고와 유사한 결과를 나타내었다.
총목피의 조사선량에 따른 TL 측정 결과는 Fig. 1에서와 같이 비조사구 0 kGy의 경우 자연방사선에 의한 200°C 부근에서 최고 peak intensity를 가지는 glow curve를 나타냈으나 조사구 5, 10, 30 kGy는 150∼250°C의 부근에서 특유의 glow curve를 나타냈다.
10 kGy를 조사한 총목피 추출물의 total phenolics 함량은 열수 및 50% ethanol 추출물에서 각각 17.30±0.40 mg/g, 18.87±0.46 mg/g으로 최대치를 나타내었다.
또한 Kim 등(30)의 보고에 따르면 알로에 베라에 대해 PSL을 적용한 결과 조사선량이 증가함에 따라 유의적인 photon counts의 차이를 확인할 수 있으며 이러한 선량 의존적인 photon counts의 변화는 시료에 혼입된 미네랄 종류 및 양에 기인하는 것으로 보고되고 있다(31). 본 연구에 사용된 총목피도 조사선량이 증가할수록 photon counts가 증가하는 유사한 패턴을 나타내었으며 이상의 결과 총목피는 PSL을 이용한 감마선 조사가 확인되었다.
1에서와 같이 비조사구 0 kGy의 경우 자연방사선에 의한 200°C 부근에서 최고 peak intensity를 가지는 glow curve를 나타냈으나 조사구 5, 10, 30 kGy는 150∼250°C의 부근에서 특유의 glow curve를 나타냈다. TL intensity는 조사선량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
1 이상의 값을 나타내었다. 이상의 결과를 통해 TL을 이용해 총목피의 비조사구와 조사구 간의 감마선 조사 여부를 확인할 수 있었다.
따라서 본 연구에서는 다양한 선량(0, 5, 10, 30 kGy)으로 방사선 조사 처리를 한 총목피로부터 추출물의 total phenolics 함량을 측정하여 비교하였다. 총목피는 Table 4에서와 같이 열수 및 50% ethanol 추출물 중 10 kGy를 조사한 시료에서 가장 높은 용출량을 나타내었고, 비조사구에 비하여 조사선량이 높아질수록 용출율은 높아지는 경향을 나타내었으나, 30 kGy의 고선량 조사에서는 오히려 total phenolics의 용출량이 줄어드는 경향을 나타내었다. 10 kGy를 조사한 총목피 추출물의 total phenolics 함량은 열수 및 50% ethanol 추출물에서 각각 17.
감마선을 조사하지 않은 총목피의 열수 추출물의 경우 200 μg/mL phenolics 농도 처리 시 30.63%의 억제효과를 나타내었으며, 50% ethanol 추출물의 경우 200 μg/mL phenolics 농도 처리 시 38.01% 억제효과가 확인되었다.
본 연구에서는 Fig. 3(A)에서 나타낸 바와 같이 총목피의 열수 추출물 200 μg/mL phenolics 농도 처리 시 xanthine oxidase에 대한 저해효과가 54.86%로 나타났으며, 이는 positive control인 allopurinol을 200 μg/mL 농도로 처리했을 때의 66.68% 저해율과 유사하게 나타나 새로운 통풍 억제 치료제로서의 사용 가능성을 확인할 수 있었다.
감마선 조사가 총목피 추출물의 ACE 저해 양상에 미치는 영향을 알아보기 위하여 5∼30 kGy까지 조사선량을 변화시키며 감마선을 조사한 결과 Fig. 2(B-D)에서와 같이 10 kGy와 30 kGy로 조사 처리한 열수 추출물과 5 kGy와 30 kGy로 조사 처리한 50% ethanol 추출물의 경우 positive control인 Captopril 200 μg/mL 처리 시의 50.32%와 유사한 수준까지 ACE에 대한 저해효과가 상승하는 것으로 확인되었다.
32%와 유사한 수준까지 ACE에 대한 저해효과가 상승하는 것으로 확인되었다. 따라서 총목피에 대한 감마선의 조사는 고혈압에 관여하는 ACE 억제효과를 증대시켜주는 elicitor의 역할을 수행하여 항고혈압 활성을 높이기 위한 새로운 방법으로 적용이 가능할 것으로 판단되었다.
이러한 원리를 이용하여 agar diffusion 방법에 의한 pancreatin α-amylase 저해효과를 확인한 결과 Table 5에 나타난 것과 같이 비조사 총목피의 열수 및 50% ethanol 추출물을 200 μg/mL phenolics 농도 처리 시 70% 이상의 높은 저해율을 나타내었으며, 이는 positive control로 사용한 acarbose 200 μg/mL 농도 처리 시 53.88%인 것과 비교하였을 때 매우 높은 수준임을 확인할 수 있었다.
감마선 조사 처리한 총목피 추출물의 α-glucosidase 저해효과는 Fig. 4(A)에서와 같이 감마선을 조사하지 않은 총 목피의 열수 및 50% ethanol 추출물을 200 μg/mL phenolics 농도 처리 시 100%에 가까운 높은 저해율을 나타내었으며, 이는 positive control인 acarbose를 200 μg/mL 농도 처리 시 42.24%와 비교하였을 때 매우 높은 수준임을 확인할 수 있었다.
감마선을 선량별로 조사한 시료의 αglucosidase 저해효과를 비교한 결과 Fig. 4(B-D)에서와 같이 열수 및 50% ethanol 추출물에서 감마선 조사 처리시 비조사구에 비해 저해효과가 증가하며 감마선 조사선량에 비례해서 활성이 높아지는 경향을 나타낸다.
총목피 추출물의 tyrosinase 저해효과를 측정한 결과는 Fig. 5에서와 같이 총목피의 열수 및 50% ethanol 추출물의 tyrosinase 저해효과는 20% 이하의 저해율을 나타내었으며, 이는 positive control인 kojic acid를 200 μg/mL 농도로 처리 시의 62.56%와 비교하였을 때 매우 낮은 수준임을 확인할 수 있었다.
감마선 조사 처리한 총목피 추출물의 HAase 저해효과는 Fig. 7에서와 같이 감마선을 조사하지 않은 총목피의 열수 추출물과 50% ethanol 추출물 200 μg/mL phenolics 농도 처리 시 각각 28.85%, 56.85%의 저해율로 알코올 추출물에서 높은 염증 저해효과를 나타내었으며, 감마선 조사 처리시 비조사구에 비해 염증 억제효과가 오히려 감소하는 것으로 나타나 염증 억제효과에는 감마선의 조사가 비효율적임을 확인할 수 있었다.
56%와 비교하였을 때 매우 낮은 수준임을 확인할 수 있었다. 또한 tyrosinase 저해효과를 감마선 조사 선량별로 비교하였을 때에도 감마선 조사 처리에 따른 뚜렷한 변화가 없었으며, 이상의 결과를 통해 총목피의 열수 및 50% ethanol 추출물의 tyrosinase 저해효과는 매우 낮으며 감마선 조사에 의해서도 별다른 영향을 나타내지 않는 것으로 확인되었다.
총목피 열수 및 50% ethanol 추출물의 elastase 저해효과를 측정한 결과는 Fig. 6에서와 같이 10% 정도의 매우 낮은 elastase 저해율을 나타내었으며, 감마선을 조사한 경우 약간의 elastase 저해효과의 상승을 나타내긴 하였으나 뚜렷한 상승효과를 기대하기는 어려웠다. 이는 positive control인 ursolic acid 200 μg/mL 농도 처리 시 51.
감마선 조사처리한 총목피의 total phenolics 함량을 측정한 결과 0, 10, 30 kGy 선량 중 10 kGy의 조사선량에서 총목피 열수 및 50% ethanol 추출물의 total phenolics 함량이 각각 17.30±0.40 mg/g, 18.87±0.46 mg/g으로 가장 높은 phenolics 함량을 나타내었다.
Pancreatin α-amylase 저해효과와 α-glucosidase 저해효과는 총목피 열수 및 50% ethanol 추출물 200 μg/mL phenolics 농도 처리 시 0∼30 kGy의 모든 선량에서 60∼100%에 가까운 높은 저해율을 나타내어 현재 당뇨병 치료제로 사용되고 있는 acarbose와 비교 시 월등히 우수한 항당뇨 효과를 확인할 수 있었고, 이를 통해 감마선 조사 처리한 총목피 추출물은 천연소재로써 항당뇨 관련 기능성 소재로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.
이상의 결과로 감마선 조사된 총목피 추출물은 고혈압 억제효과, 통풍 억제효과, 항당뇨 효과 등의 기능성 식품 활성이 증대되는 현상을 나타내었다. 또한 생리활성의 증대는 대체적으로 조사된 감마선의 선량에 비례적으로 높아지는 경향을 나타내었으며 적절한 조사선량은 10 kGy인 것으로 판단되었다.
이상의 결과로 감마선 조사된 총목피 추출물은 고혈압 억제효과, 통풍 억제효과, 항당뇨 효과 등의 기능성 식품 활성이 증대되는 현상을 나타내었다. 또한 생리활성의 증대는 대체적으로 조사된 감마선의 선량에 비례적으로 높아지는 경향을 나타내었으며 적절한 조사선량은 10 kGy인 것으로 판단되었다. 이러한 결과를 토대로 감마선 조사가 식물체가 나타내는 생리활성을 증폭시킬 수 있는 수단으로 활용이 가능할 것이라 판단되었다.
46 mg/g으로 가장 높은 phenolics 함량을 나타내었다. 감마선 조사 처리한 총목피의 angiotensin converting enzyme 저해효과와 xanthin oxidase 저해효과는 비조사구에 비해 조사구에서 열수 및 50% ethanol 추출물 모두 증가하는 것을 확인할 수 있었다. Pancreatin α-amylase 저해효과와 α-glucosidase 저해효과는 총목피 열수 및 50% ethanol 추출물 200 μg/mL phenolics 농도 처리 시 0∼30 kGy의 모든 선량에서 60∼100%에 가까운 높은 저해율을 나타내어 현재 당뇨병 치료제로 사용되고 있는 acarbose와 비교 시 월등히 우수한 항당뇨 효과를 확인할 수 있었고, 이를 통해 감마선 조사 처리한 총목피 추출물은 천연소재로써 항당뇨 관련 기능성 소재로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.
또한 αamylase 저해 증대 효과를 감마선 조사선량별로 비교하였을 때 열수 및 50% ethanol 추출물 모두 10 kGy와 30 kGy를 조사하였을 때 저해효과가 높아지는 것이 확인되었고 감마선을 10 kGy 이상 조사하였을 때 효소억제의 증대 효과를 기대할 수 있는 것으로 확인되었다.

후속연구

반면 50% ethanol 추출물의 경우 5% 이하의 저해율을 나타내어 통풍 억제효과는 미미한 것으로 확인되었다. 총목피에 감마선을 조사한 경우 Fig. 3(B-D)에서와 같이 감마선 조사 선령별로 xanthine oxidase 저해효과를 비교하였을 때 비조사구에 비해 조사구에서 저해효과가 높아지는 것을 확인할 수 있어 통풍 억제효과를 높이는 가공기술로의 활용도 기대되는 바이다. 감마선에 의한 통풍 억제효과의 증대는 선량 의존적인 양상을 나타내지는 않은 것으로 판단되었다.
Park 등(40)에 따르면 현재 α-glucosidase 저해제로 이용되고 있는 acarbose, voglibose 등은 복부팽만, 설사 등과 같이 위장 관련 부작용이 발생하여 이를 대체할 새로운 소재 탐색의 필요성이 대두되고 있으며, 이상의 결과를 통해 감마선 조사 처리한 총목피 추출물의 경우 천연소재 추출물로써 항당뇨 관련 기능성 소재로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
특히 10 kGy와 30 kGy를 조사한 총목피 추출물에서는 50 μg/mL의 phenolic 농도에서도 100%에 가까운 저해활성을 나타내어 α-glucosidase 저해효과를 증대시키기 위한 우수한 방법으로 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.
또한 생리활성의 증대는 대체적으로 조사된 감마선의 선량에 비례적으로 높아지는 경향을 나타내었으며 적절한 조사선량은 10 kGy인 것으로 판단되었다. 이러한 결과를 토대로 감마선 조사가 식물체가 나타내는 생리활성을 증폭시킬 수 있는 수단으로 활용이 가능할 것이라 판단되었다.
Pancreatin α-amylase 저해효과와 α-glucosidase 저해효과는 총목피 열수 및 50% ethanol 추출물 200 μg/mL phenolics 농도 처리 시 0∼30 kGy의 모든 선량에서 60∼100%에 가까운 높은 저해율을 나타내어 현재 당뇨병 치료제로 사용되고 있는 acarbose와 비교 시 월등히 우수한 항당뇨 효과를 확인할 수 있었고, 이를 통해 감마선 조사 처리한 총목피 추출물은 천연소재로써 항당뇨 관련 기능성 소재로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. 이상의 결과 총목피 추출물은 다양한 생리활성을 가진 기능성 소재로 활용이 가능한 것으로 생각되었으며 감마선의 조사에 의해서 총목피의 생리활성이 증대되는 현상을 확인함으로써 감마선 조사가 식물체가 나타내는 생리활성을 증폭시킬 수 있는 수단으로 활용이 가능할 것이라 판단되었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	두릅나무란?	두릅나무(Aralia elata Seemann)는 Araliaceae(두릅나무과)에 속하는 낙엽관목으로 국내 전국 각지에 분포하며 봄철에 채취한 새순은 나물로 식용하고, 한의학에서는 두릅나무의 뿌리나 줄기 껍질을 말린 것을 총목피(Aralia elata cortex)라 하여 혈당 저하 효과(3), 항균 효과(3), 간독성완화 효과(4), 지질 저하 효과(5), 항산화 효과(6) 등 다양하고 우수한 기능성 생리활성이 있는 것으로 보고되고 있다. 또한 동물을 이용한 단회독성 실험을 통해서도 독성이 없는 것으로 확인되어 기능성 식품 및 소재로의 활용에 문제가 없는 것으로 밝혀지고 있다(7).
	한의학에서는 두릅나무의 뿌리나 줄기 껍질을 말린 것을 무엇이라 하는가?	두릅나무(Aralia elata Seemann)는 Araliaceae(두릅나무과)에 속하는 낙엽관목으로 국내 전국 각지에 분포하며 봄철에 채취한 새순은 나물로 식용하고, 한의학에서는 두릅나무의 뿌리나 줄기 껍질을 말린 것을 총목피(Aralia elata cortex)라 하여 혈당 저하 효과(3), 항균 효과(3), 간독성완화 효과(4), 지질 저하 효과(5), 항산화 효과(6) 등 다양하고 우수한 기능성 생리활성이 있는 것으로 보고되고 있다. 또한 동물을 이용한 단회독성 실험을 통해서도 독성이 없는 것으로 확인되어 기능성 식품 및 소재로의 활용에 문제가 없는 것으로 밝혀지고 있다(7).
	식품 방사선 조사 처리와 관련된 국제 관련 기구(FAO/IAEA/WHO)에서 허용한 방사선 양은?	한편 방사선 조사는 식품 및 소재의 부패방지, 제품의 안전성 및 보존성 향상의 효과가 보고되어 식품뿐만 아니라 제약, 의료 및 화장품 소재 등에 널리 사용되고 있는 친환경적 기술이다(8-10). 방사선 조사 식품의 안전성은 국제 관련 기구(FAO/IAEA/WHO)에서는 “평균 10 kGy 이하로 조사된 모든 식품은 어떠한 독성학적 위해나 영양학적, 미생물학적 문제를 일으키지 않는다”라고 결론을 내림에 따라 방사선 조사 식품의 안전성이 국제적으로 인정되었다(11). 감마선 조사 처리는 천연약용식물의 기능성 물질의 탐색에 적용되어 추출수율을 증진시키고 첨가제 등으로의 사용에 적합하도록 색상을 개선하면서도 본래 가지고 있던 생리활성을 유지하여 산업적 응용을 용이하게 하는 방법으로도 알려져 있다(12,13).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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